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中国野生大豆的群体结构和连锁不平衡特点以及育种有关性状QTL的关联分析

作 者: 范虎
导 师: 盖钧镒
学 校: 南京农业大学
专 业: 遗传学
关键词: 野生大豆 关联分析 连锁不平衡 连锁不平衡衰减距离 群体结构
分类号: S565.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 18次
引 用: 1次
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内容摘要


野生大豆(Glycine soja Sieb. et Zucc.)是栽培大豆[Glycine max (L.) Merr.]的祖先,广泛分布于东亚,大部分分布在中国。野生大豆是大豆育种的宝贵种质资源,利用野生大豆的有利基因,提高栽培大豆品种的抗性和品质,克服种质资源贫乏,丰富基因类型,已为世界各国育种家所重视。本研究选用204对分布于全基因组的SSR分子标记,对从全国24个省市、4个地理生态区选取的174份野生大豆进行了检测,分析野生大豆遗传多样性,在此基础上采用全基因组扫描关联分析方法对所选材料的群体结构划分进行了分析;利用SSR分子标记的基因型数据,研究了标记位点间的连锁不平衡及野生大豆群体连锁不平衡衰减范围;最后在分析的标记位点间连锁不平衡、群体结构的基础上,结合耐淹性,生育期、品质等19个育种性状重复鉴定的表型数据,进行标记与性状的关联分析,以期定位到一些与大豆农艺或品质性状相关的位点,并发掘一些优异材料。主要结果如下:1参试材料的SSR变异丰富(A值为1815,每个位点平均等位变异数是8.9个PIC为0.63)。野生大豆的遗传丰富度明显高于栽培大豆a(A值为826),表明栽培大豆在经历驯化过程后遗传多样性下降。基于SSR标记的分子方差分析表明,野生大豆4个地理生态群间在DNA分子水平差异极显著;各野生生态群体都具有各自的特有、特缺等位变异,说明中国野生大豆生态地理分化有其遗传基础。通过群体SSR数据遗传结构分析发现174份野生大豆材料可划分成4个亚群,亚群的划分与群体地理生态类型相关,也再次证实地理生态类型的划分是有遗传基础的。2标记位点间的连锁不平衡分析结果表明:野生大豆全基因组无论是共线性还是非共线性标记位点间都有连锁不平衡发生,但是得到较高水平统计概率(P<0.01)支持的不平衡成对位点比例不大,进一步分析发现野生大豆群体的LD程度比栽培群体的高,LD随遗传距离的增加衰减的慢,野生群体LD衰减距离是3.74cM,比栽培群体LD衰减距离(1.02cM)大b。3与19个性状相关联的标记位点共检测出96个位点(次),与农艺性状关联的位点(次)累计60个。检测到19个与开花期关联的位点中有7个是位于家系连锁定位(FBL)的QTL区段内(+5cM);与全生育期关联的15个位点中有4个位于家系连锁定位(FBL)的QTL区段内(±5cM);与株高相关联的4个位点中有1个位于家系连锁定位(FBL)的QTL区段内(±5cM)。与品质性状关联的位点累计有36个位点(次),与蛋白总含量关联的2个位点中有1个位于家系连锁定位(FBL)的QTL区段内(±5cM)。4多性状关联位点其等位变异在不同性状间各有其表型效应。与脂肪含量关联的Satt168-A247是增效表型效应最大的等位变异,与亚油酸含量关联的Satt168-A239是增效表型效应最大的等位变异,与亚麻酸含量关联的Satt168-A267是减效表型效应最大的等位变异;等位变异在相关性状效应方向、大小的异同解释了性状间正、负相关的遗传原因。关联作图得到的信息可以弥补家系连锁法QTL定位信息的不足,并直接利用等位变异信息进行亲本选拔、组合选配及后代等位变异辅助选择,以提高育种成效。5通过分析育种性状优异材料遗传构成,发现极值表型材料间的遗传构成有很大差异。表型值大的材料携带增效效应大的位点等位变异,N24181材料的脂肪含量是17.5%,含有5个增效效应较大的位点等位变异;表型值小的材料携带减效效应大的位点等位变异,N23283材料的脂肪含量是7.7%,含有4个减效效应大的位点等位变异;位点等位变异在优异材料中的分布差异也说明了性状间正、负相关的遗传原因。研究鉴别出的一批与大豆育种性状关联的优异位点、等位变异及携带优异等位变异的载体材料,为种质创新提供有益信息。

全文目录


摘要  7-9ABSTRACT  9-11第一章 文献综述  11-33  1 大豆资源概述  11-14    1.1 大豆种质资源的组成  11-12    1.2 大豆种质资源的研究意义  12-14  2 大豆种质资源的保存、研究与利用  14-27    2.1 全球大豆种质的保存概况  14-15      2.1.1 国外大豆种质资源保存状况  14-15      2.1.2 国内大豆种质资源保存状况  15    2.2 大豆种质资源研究中使用的遗传标记  15-19      2.2.1 形态学标记  15      2.2.2 细胞学标记  15-16      2.2.3 蛋白质标记  16      2.2.4 DNA分子标记  16-19    2.3 栽培大豆资源的研究与利用现状  19-22      2.3.1 栽培大豆优异种质资源的遴选与利用  19-20      2.3.2 栽培大豆的遗传多样性  20-22    2.4 野生大豆资源的研究利用现状  22-27      2.4.1 一年生野生大豆遗传多样性的研究现状  22-24      2.4.2 多年生野生大豆的育种研究和利用  24-25      2.4.3 野生大豆的应用  25-27  3 关联分析  27-31    3.1 连锁不平衡的定义  28-29    3.2 影响关联分析的因素  29    3.3 关联分析的基本方法  29-30      3.3.1 基于全基因组扫描的关联分析  30      3.3.2 基于候选基因的关联分析  30    3.4 大豆基因组的LD结构研究进展  30-31  4 本研究的目的与技术路线  31-33第二章 中国野生大豆的遗传结构和连锁不平衡分析  33-46  1 材料与方法  33-36    1.1 试验材料  33    1.2 试验设计与性状调查  33    1.3 SSR分子标记分析  33-34    1.4 数据分析方法  34-36      1.4.1 遗传多样性度量  34      1.4.2 群体分化和特异性测度  34-35      1.4.3 LD的衡量  35      1.4.4 群体结构分析  35-36  2 结果与分析  36-43    2.1 中国野生大豆遗传多样性  36-39      2.1.1 野生大豆群体间及群体内分子方差分析  36-38      2.1.2 中国野生大豆地理群体间SSR位点的特异性  38-39      2.1.3 野生大豆地理生态分化的特异等位变异表征  39    2.2 野生大豆不同生态群体间的遗传分化  39-40    2.3 野生大豆群体结构分析  40-41    2.4 野生大豆群体SSR位点间的连锁不平衡及LD衰减  41-43  3 讨论  43-46    3.1 野生大豆DNA分子水平上的遗传多样性  43-44    3.2 野生大豆的遗传多样性、特异性与地理生态分化的关系  44    3.3 SSR位点间连锁不平衡分析  44-46第三章 中国野生大豆育种有关性状QTL的关联分析  46-81  1 数据处理  46-47    1.1 关联分析的方法  46    1.2 优异位点及优异等位变异的确认  46-47  2 结果与分析  47-76    2.1 SSR分子标记与野生大豆性状的关联  47-51      2.1.1 与农艺性状关联的位点  47-49      2.1.2 与品质及加工性状关联的位点  49-50      2.1.3 与多种性状关联的SSR位点  50-51    2.2 与大豆育种相关性状关联的SSR标记优异等位变异及载体的发掘  51-76      2.2.1 育种相关性状优异等位变异的发掘  51-60      2.2.2 育种相关性状优异材料遗传构成分析  60-75      2.2.3 与多种性状关联的SSR位点优异等位变异比较  75      2.2.4 育种性状特异材料遗传构成比较  75-76  3 讨论  76-81    3.1 SSR标记位点与性状间的关联分析  76    3.2 用于关联分析的材料的代表性分析  76-78    3.3 携带优异等位变异载体的分析  78    3.4 育种性状优异材料的利用  78-81第四章 全文讨论、结论及创新之处  81-87  1 全文讨论  81-84    1.1 研究野生大豆种质资源的意义  81    1.2 大豆LD范围研究结果分析  81-82    1.3 大豆群体结构的分析  82    1.4 关联分析得到的优异关联位点、优异等位变异及其载体的利用  82-83    1.5 研究展望  83-84  2 全文结论  84  3 论文创新点  84-87参考文献  87-97附录  97-113致谢  113

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 经济作物 > 油料作物 > 大豆
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